全細(xì)胞催化合成D-β-羥基異丁酸的工藝研究.pdf

1、D-β-羥基異丁酸(DHIBA)是合成卡托普利的關(guān)鍵中間體，同時(shí)也是維生素、香料、抗生素的重要合成原料。生物催化合成DHIBA具有著原料廣泛、不需要輔酶分離和再生、反應(yīng)過程中不需要中間產(chǎn)物的分離等優(yōu)點(diǎn)。本文采用褶皺假絲酵母催化合成DHIBA，從生物催化劑的制備、轉(zhuǎn)化底物的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化和利用反應(yīng)-萃取工藝等幾方面進(jìn)行了研究提高產(chǎn)物收率。
　　 采用褶皺假絲酵母催化合成D-β-羥基異丁酸，由于菌體細(xì)胞作為反應(yīng)的催化劑，所以其

2、催化活力對反應(yīng)有著至關(guān)重要的影響。本研究采用稀釋涂平板法對菌種進(jìn)行自然選育，得到高活力菌株。
　　 不同的轉(zhuǎn)化底物對菌體生長和產(chǎn)物DHIBA的合成有著顯著影響，菌體在含IBA的培養(yǎng)基中的生長能力大于在含MA培養(yǎng)基中的生長能力。但在產(chǎn)物DHIBA的合成方面，以MA為底物時(shí)菌體的合成能力較強(qiáng)，當(dāng)培養(yǎng)基中IBA和MA的濃度分別為20g/L時(shí)，培養(yǎng)96h時(shí)合成產(chǎn)物DHIBA的濃度分別為3.98g/L和4.56g/L。以MA為底物合成DH

3、IBA比以IBA為底物時(shí)，反應(yīng)快，產(chǎn)物得率高。
　　 通過單因素實(shí)驗(yàn)對反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，得出最適反應(yīng)初始條件：MA濃度為10 g/L，葡萄糖濃度為30 g/L，pH為7.5，溫度為28℃。在該培養(yǎng)條件下，菌體培養(yǎng)120h，菌體生物量和DHIBA的產(chǎn)量均達(dá)到最大，菌體濃度為13.23 g/L，DHIBA的產(chǎn)量為4.99g/L。通過響應(yīng)面分析進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)條件，確立最優(yōu)反應(yīng)條件為：MA濃度為13.62g/L、pH為7.57、Glu

4、濃度為33.22g/L，在該培養(yǎng)條件下培養(yǎng)120h，菌體量達(dá)到15.64g/L，產(chǎn)物濃度達(dá)到5.43g/L。
　　 利用原位反應(yīng)-萃取耦合工藝對DHIBA的合成工藝進(jìn)行改進(jìn)，研究了不同萃取體系對菌體生長和產(chǎn)物合成的影響，得出三辛胺和油醇作為萃取體系較好，通過條件優(yōu)化得出最優(yōu)萃取條件為：pH為5.8，有機(jī)相與水相的比為1：5，三辛胺的含量為40％，在此條件下發(fā)酵120h，生物量達(dá)到11g/L，DHIBA的濃度達(dá)到4.45 g/L，